L'accumulo eterogeneo intra-tumorale di liposomi è stato collegato a un microambiente tumorale anormale. Qui vengono presentati i metodi per misurare la microcircolazione tumorale mediante imaging di perfusione e pressione elevata del fluido interstiziale (IFP) utilizzando un sistema robotico guidato da immagini. Le misurazioni sono confrontate con l'accumulo intratumorale di liposomi, determinato utilizzando l'imaging micro-CT volumetrico.
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Articolo metodologico
Le misurazioni spaziali di perfusione, interstiziale pressione del fluido e liposomi accumulo nei tumori solidi
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'accumulo eterogeneo intra-tumorale di liposomi è un determinante fondamentale della loro efficacia. Sia la microcircolazione tumorale caotica ed elevato IFP sono legati alla distribuzione eterogenea intra-tumorale di sistemi di rilascio di farmaci basati sulle nanotecnologie come liposomi. Nel presente studio, il rapporto tra microcircolo tumorale, elevata IFP, e l'accumulo di nanoparticelle è stata studiata attraverso in vivo la sperimentazione. Ciò è stato realizzato valutazione del microcircolo tumorale utilizzando contrasto dinamico tomografia computerizzata (DCE-CT) e la misurazione di IFP tumore usando un nuovo sistema di posizionamento dell'ago robotico immagine guidata collegata allo scanner micro-CT. L'accumulo intra-tumorale di liposomi è stata determinata dalla valutazione CT basato su immagini di una formulazione liposomiale nanoparticelle che stabilmente incapsulare il ioexolo mezzo di contrasto (CT-liposomi). TC consentito per co-localizzazione della distribuzione spaziale diemodinamica tumorali, l'IFP e l'accumulo CT-liposomi in un individuo sottocutaneo modello di xenotrapianto del mouse di cancro al seno. Misurazioni portato alla scoperta che perfusione e frazione di volume plasmatico sono potenti mediatori della distribuzione intra-tumorale di liposomi. Inoltre, i risultati suggeriscono che l'IFP svolge un ruolo indiretto nel mediare la distribuzione liposomi attraverso modulando il flusso di sangue.
Introduzione
Misurare l'accumulo intra-tumorale di drug delivery systems nanoparticelle possono prevedere uno strumento importante per determinare se una adeguata concentrazione di farmaco citotossico è stato raggiunto all'interno del tumore. Lo sviluppo di sistemi liposomiali "immagine-grado" permette di non invasiva e quantitativa in vivo di rilevamento del veicolo di consegna della droga utilizzando modalità di imaging come la tomografia ad emissione di positroni (PET) 1, la fluorescenza ottica 2, e la tomografia computerizzata (CT) 3, 4 e la risonanza magnetica (MRI) 5. Imaging è stata utilizzata per determinare la ....
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Protocollo
Tutti gli esperimenti in vivo sono stati eseguiti in un protocollo approvato dal Comitato Istituzionale cura degli animali e Usa University Health Network.
1. Modello Animal
- Cultura tra i 5 a 7 x 10 6 MDA-MB-231 cellule di adenocarcinoma mammario tumorali in DMEM insieme con 10% siero fetale bovino (FBS) e 100x di diluizione della penicillina-streptomicina.
- Celle di raccolta quando sono 80% confluenti utilizzando una soluzione di tripsina-EDTA 0,05%. Dopo 3-5 min neutralizzare tripsina-EDTA con un volume 3x di DMEM. Prendete una un'aliquota 15 microlitri di cellule e contare con un emo....
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Risultati
Il protocollo di cui sopra dovrebbe produrre CT-liposomi con una concentrazione di incapsulato ioexolo, diametro medio liposomi, e il potenziale zeta di 55 mg ml -1, 91,8 ± 0,3 nm e -45,5 ± 2,5 mV, rispettivamente. Figura 1a comprende rappresentante di imaging DCE-CT i risultati, producendo una serie storica di dati volumetrici che mostrano i cambiamenti temporali in accumulo intra-tumorale di ioexolo. Selezione di una ROI all'interno del tumore produce un.......
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Discussione
I metodi di misurazione basato su immagini qui presentati consentono di determinare la distribuzione spaziale delle proprietà del tumore microcircolazione, IFP, e l'accumulo di CT-liposomi. I precedenti tentativi di mettere in relazione queste proprietà hanno fatto affidamento su come eseguire misurazioni di massa su più animali portatori di tumore e quindi manca la sensibilità per chiarire i meccanismi responsabili della eterogeneità accumulo intra-tumorale che è stato comunemente osservato per i sistemi di consegn.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare il Dr. Javed Mahmood per l'assistenza nella coltura delle cellule MDA-MB-231 e nell'impianto degli xenotrapianti MDA-MB-231, Linyu Fan per la preparazione dei liposomi CT. Shawn Stapleton è grato per il finanziamento del programma di borse di studio post-laurea per la ricerca in scienze naturali e ingegneria e dell'iniziativa strategica della Terry Fox Foundation per l'eccellenza nella ricerca sulle radiazioni per il 21° secolo (EIRR21) presso il CIHR. Questo studio è stato supportato da sovvenzioni del Terry Fox New Frontiers Program (020005) e del Canadian Institutes of Health Research (102569).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| MDA-MB-231 cellule tumorali metastatiche dell'adenocarcinoma mammario | ATCC | HTB-26 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Life Technologies | 11965-092 | |
| Siero fetale bovino (FBS) | Sigma-Aldrich | F1051 | |
| HyClone Penicillina-Streptomicina 100x Soluzione | GE Healthcare Life Sciences | SV30010 | |
| Tripsina-EDTA (0,05%), rosso fenolo | ThermoFisher Scientific | 25300-054 | |
| 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) | Avanti Lipids Inc., USA | 850355P | |
| Colesterolo (CH) | Avanti Lipids Inc., USA | 700000P | |
| 1,2-distearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolammina-N-poli(glicole etilenico) 2000 (DSPE-PEG2000) | Avanti Lipids Inc., USA | 880128P | |
| Omnipaque (Iohexol) 300 mg di iodio/ml | GE Healthcare, CA | ||
| Membrane in policarbonato Track-Etch con dimensione dei pori di 80 nm | Whatman Inc., USA | ||
| Membrana in policarbonato Track-Etch con dimensione dei pori di 200 nm | Whatman Inc., USA | ||
| Estrusore Lipex da 10 m | Nothern Lipids Inc, CA | ||
| Dialysis Bag Molecular Weight Cut Off (MWCO) di 8 kDa | Spectrum Labs, USA | ||
| 750.000 Colonna di flusso tangenziale NMWC (Nomical Molecular Weight Cut Off) | Cartuccia di ultrafiltrazione MidGee, GE Healthcare, CA | ||
| Pompa peristaltica | Watson Marlow Inc., Stati Uniti | ||
| Spettrometro UV | Helios γ, Spectronic Unicam, Analizzatore | ||
| 90Plus | Brookhaven, Holtsville, Stati Uniti d'America | ||
| Sistema eXplore Locus Ultra micro-CT | GE Healthcare, CA | Manipolato utilizzando il software CT-Console | |
| Ricostruzione basata su GPU AxRecon | Catetere CA | ||
| 27 G SURFLO Set per infusione alato SURFLO | Terumo Medical Products, USA | SV*27EL | |
| PE20 tubo in polietilina | Becton Dickinson, USA | 427406 | |
| punta della penna 25 G & volte; 3,5′ ′ Ago spinale Whitacre | Becton Dickinson, USA | 405140 | Ago IFP |
| P23XL trasduttore di pressione | Harvard Apparatus, CA | P23XL | |
| PowerLab 4/35, Bridge Amp, con LabChart Pro 7.0 | ADInstruments Pty Ltd., USA | PL3504, FE221 | IFP sistema di acquisizione e software di acquisizione |
| CT-Sabre Small Animall Intervention system (CT-IFP Robot) | Parallax Innovations, CA | Manipolato utilizzando il software di controllo del robot CT-IFP | |
| di allineamento del robot CT-IFP | Custom Software Matlab | ||
| di analisi DCE-CT | Software Matlab personalizzato | ||
| Matlab 2013b | Mathworks, USA |
Riferimenti
- Seo, J. W., Zhang, H., Kukis, D. L., Meares, C. F., Ferrara, K. W. A novel method to label preformed liposomes with 64Cu for positron emission tomography (PET) imaging. Bioconjugate chemistry. 19 (12), 2577-2584 (2008).
- Huang, H., Dunne, M., Lo, J., Jaffray, D., Allen, C.
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Ristampe e permessi
